Исправна диода: параметри и коло

Исправљачка диода је диода на бази полупроводничког материјала која је дизајнирана за конверзију наизменична струја у сталном. Међутим, ова функција не исцрпљује опсег ових радио компоненти: они се користе за пребацивање, у струјним круговима високог напона гдје нема стриктне регулације временских и фреквенцијских параметара електричног сигнала.

Класификација

У складу са вредношћу директне струје, која је максимално дозвољена, исправљачка диода може имати малу, средњу и велику снагу:

• мали - исправити истосмјерну струју до 300 мА;
• средња снага исправљачких диода од 300 мА до 10 А;
• велики - више од 10 А.

Германијум или силициј

Према употребљеним материјалима, они су силицијум и германијум, али силиконске ректификационе диоде су пронашле ширу употребу због својих физичких својстава.

Имају реверзне струје неколико пута мање него у германијуму, док је напон исти. То омогућава да се у полупроводницима постигне веома висока вредност дозвољених обрнутих напона, који могу бити и до 1000-1500 В. У германијевим диодама овај параметар је у опсегу од 100-400 В.

Силиконске диоде су у стању да одрже перформансе у температурном опсегу од -60 ºС до +150 ºС, а германијум - само од -60 ºС до +85 ºС. То се дешава зато што када температура постане већа од 85 ºС, број формираних парова електрон-шупљина достиже такве вредности да се реверзна струја нагло повећава, а исправљач престаје да ради ефикасно.

Производна технологија

Исправна диода је плоча полупроводничког кристала, у чијем се тијелу налазе два подручја с различитом проводљивошћу. То је био разлог због којег се називају планарним.

Полупроводничке исправљачке диоде су направљене на следећи начин: алуминијум, индијум или боров се топи у подручју полупроводничког кристала са н-типом проводљивости, а фосфор се топи у подручју кристала са п-типом проводљивости.

Када се изложе високим температурама, ове две супстанце се чврсто стапају са базом полупроводника. Поред тога, атоми ових материјала дифундирају у кристал са формирањем у региону са претежно електронском или рупичном проводљивошћу. Као резултат, формира се полупроводнички уређај који има два подручја са различитим типовима електричне проводљивости, а између њих се формира пн спој. Такав је принцип рада огромне већине планарних диода направљених од силикона и германијума.

Изградња

Да би се организовала заштита од спољних утицаја, као и да би се постигла поуздана дисипација топлоте, у кућишту је монтиран кристал са пн спојем.
Диоде ниске снаге производе се у пластичном кућишту, што омогућава флексибилне спољне водове. Исправне диоде средње снаге имају метал-стаклени пакет већ са тврдим спољним водовима. Детаљи велике снаге се постављају у случају метал-стакла или метал-керамике.

Кристали кристала силикона или германија са пн спојем лемљени су на држач кристала, који служи и као основа кућишта. Тело које има стаклени изолатор кроз који иде једна електрода је заварено на њега.

Диоде мале снаге, које имају релативно мале димензије и тежину, имају флексибилне водове, кроз које се монтирају у круговима.

Будући да струје с којима раде полуводичи средње снаге и исправљачке велике снаге постижу значајне вриједности, њихови закључци су много моћнији. Њихов доњи део је направљен у облику масивне базе која уклања топлоту, опремљена вијком и вањском површином равног облика, који је дизајниран да осигура поуздан термички контакт са вањским радијатором.

Карактеристике

Сваки тип полупроводника има своје радне и ограничавајуће параметре, који се бирају како би се осигурао рад у било којем кругу.

Параметри исправљачких диода:

• И дирецт мак - једносмерна струја, која је максимална, А.
• У реверсе мак - повратни напон, максимални, В.
• Обрнута - обрнута струјна константа, мА.
• У равно - напонска константа, В.
• Радна фреквенција , кХз.
• Радна температура , Ц.
• П мак - снага која се расипа од стране диоде, што је максимално дозвољено.

Карактеристике исправљачких диода су далеко од тога да се исцрпе овом листом. Међутим, да бисте изабрали делове, они су обично довољни.

Најједноставнији АЦ исправљачки склоп

Размислите како круг функционише (исправљачка диода игра главну улогу у њему) примитивног исправљача.

На његов улаз се примењује мрежни напон са позитивним и негативним полу-периодом. Оптерећење (Р оптерећење) повезано је са излазом исправљача, а диода (ВД) обавља функцију елемента за исправљање струје.

Позитивни полувремени напона примењени на аноду узрокују отварање диоде. У то време, кроз њега, а самим тим и кроз оптерећење (Р оптерећење), које покреће исправљач, струја истосмјерне струје (И дирецт).

Негативни полу-циклуси напона који се примењују на аноду диоде узрокују његово затварање. Кружна струја (И узорак) тече малом струјом обрнуте диоде. Овдје диода производи прекид негативног полувалова измјеничне струје.

Као резултат тога, испоставља се да је оптерећење повезано са мрежом (Р оптерећење), преко диоде (ВД), сада пролази пулсирајућу, а не наизмјеничну струју у једном смјеру. На крају крајева, може се догодити само у позитивним полувремену. То је значење исправљања наизменичне струје.

Међутим, такав напон може напајати само оптерећење мале снаге које се напаја мрежом наизменичне струје и не намеће озбиљне потребе за напајањем, на пример, сијалице са жарном нити.

Лампа ће проћи напон само током пролаза позитивних импулса, што доводи до треперења апарата, фреквенције од 50 Хз. Међутим, због чињенице да је нит подложна топлинској инерцији, она неће моћи да се хлади до краја у интервалима између импулса, што значи да ће треперење бити готово невидљиво.

Ако се овај напон примени на појачало или пријемник снаге, звук ће се чути у звучнику. ниска фреквенција (фреквенција 50 Хз), који се зове позадина АЦ. Овај ефекат настаје услед чињенице да пулсирајућа струја током пролаза кроз оптерећење изазива пулсирајући напон у њему, који генерише позадину.

Овај недостатак је донекле елиминисан ако је паралелно са оптерећењем укључен филтер за филтрирање (Ц филтер), чији је капацитет довољно велик.

Кондензатор ће бити напуњен струјним импулсима са позитивним полувременом и испражњен кроз оптерећење (Р оптерећење) са негативним полувременом. Са довољно капацитивност кондензатора током времена које пролази између два струјна импулса, неће имати времена за потпуно пражњење, па ће струја увек бити на оптерећењу (Р оптерећење).

Али чак и са овим, релативно глатким, струјним, такође не би требало да храните терет, јер ће он наставити да бледи, јер је величина пулсација (У пулс) још увек прилично озбиљна.

Недостаци

У исправљачу, чије смо радње управо демонтирали, користи се само половина валова наизмјеничне струје, чиме се губи више од половине улазног напона. Овај тип АЦ исправке назива се полу-вал, а исправљачи који користе ову врсту ректификације називају се полу-вала. Недостаци полувалних исправљача успјешно се уклањају у исправљачима помоћу диодног моста.

Диоде бридге

Диодни мост је компактни склоп који се састоји од четири диоде и служи за претварање измјеничне струје у истосмјерну струју. Мостни круг омогућава пролаз струје у сваком полу-периоду, што га разликује од једног полу-периода. Диодни мостови се производе у облику склопова малих димензија, који су затворени у пластично кућиште.

На излазу тела таквог склопа постоје четири излаза са симболима "+", " - " или " ~ ", што указује на распоред пинова. Међутим, мостови са диодама се налазе, а не у скупштини, често иду право штампана плоча уграђивањем четири диоде. Исправљач који ради на диодном мосту назива се пуни вал.